Организация и производство работ по строительнству резервуарного парка

 

 

5 Квазимгновенное разрушение резервуара

5.1 Признаки квазимгновенных разрушений  резервуаров

Отличительными признаками квазимгновенных разрушений вертикальных стальных резервуаров являются полная потеря целостности корпуса и выход в течение короткого промежутка времени на прилегающую территорию всей хранящейся в резервуаре жидкости. Образующийся при этом поток, в виде волны прорыва, характеризуется резкой нестационарностью, большой скоростью течения и значительной разрушающей способностью.

Основными предпосылками возникновения квазимгновенных разрушений РВС являются: большой процент износа эксплуатируемых в настоящее время резервуаров (до 80 % ), неравномерные просадки оснований, сложный характер нагружения конструкции, отсутствие контроля сплошности сварных соединений в зоне уторного шва, коррозия, отступления от проектов, нарушения режимов эксплуатации и др [37].

Согласно материалам экспертиз аварий, раскрытие РВС происходило, в основном, вследствие разрушения наиболее нагруженного конструктивного элемента – узла сопряжения стенки с днищем резервуара. При этом стенка РВС разрушалась на всю высоту и за счет больших радиальных усилий, связанных с давлением жидкости при ее истечении из резервуара, отрывалась от днища, а ее края разворачивались на 120...180 град. Стенка резервуара с силой отбрасывалась с фундамента в сторону, противоположную направлению истечения жидкости, а крыша РВС обрушивалась на днище.

Каждый третий случаи квазимгновенного разрушения резервуара сопровождался так называемым эффектом «домино». Одна из первых таких

 

 

аварий, в результате которой погибло 24 чел., отмечена в 1953 г. на нефтеперерабатывающем заводе в Башкирии при разрушении резервуара типа РВС-4600 м3 с сырой нефтью. Резервуарный парк НПЗ состоял из 3 резервуарных групп, обвалованных земляной дамбой. При разрушении РВС № 4 произошел выброс нефти без ее воспламенения, а раскрывшийся корпус и крыша были отброшены на 15...30 м в сторону соседнего РВС № 5, который был также полностью заполнен нефтью. От удара конструкциями разрушенного резервуара по РВС № 5 последовало его полное разрушение по сварному вертикальному шву. Вышедшая из резервуаров нефть воспламенилась и, растекаясь за пределами парка в сторону производственных зданий, создала угрозу железнодорожному мосту и нефтеналивной эстакаде. Общая площадь пожара разлива нефти составила более 50000 м2, в зоне огня оказались все 6 резервуаров парка.

Тушение пожара продолжалось уже более часа, когда от высокой температуры разрушился РВС № 2, при этом горящей волной были повреждены два резервуара соседней группы, что привело к увеличению площади пожара до 100000 м2. Таким образом, авария одного резервуара вовлекла в цепочку разрушений еще 5 резервуаров и вызвала реальную угрозу соседним объектам, так как пожар распространился по фронту более чем на 1 км.

Аналогичный пожар возник в 1983 г. на нефтебазе в г. Дудинка Красноярского края.

Наиболее часто разрушались (в 41,4 % случаев) резервуары типа РВС-5000, что обусловлено, по-нашему мнению, их наибольшей распространенностью на производственных объектах по сравнению с другими номинальными объемами резервуаров. В последнее время отмечено несколько разрушений крупногабаритных резервуаров, в основном на объектах энергетики. Так, начиная с 1980 г., зарегистрировано 10 случаев разрушений резервуаров РВС-10000, 8 случаев разрушений РВС-20000 и 3 случая разрушений РВС-30000.

Отличительной особенностью квазимгновенного разрушения крупногабаритного резервуара (с номинальной вместимостью более 10000 м3) является не только уничтожение земляного обвалования или железобетонной ограждающей стены, но и отмеченное в каждом втором случае полное разрушение или сильная деформация соседних резервуаров, повреждения зданий, сооружений и технологических установок, что приводило к значительному экономическому ущербу. При этом поток жидкости практически всегда выходил далеко за территорию предприятий, создавая угрозу соседним объектам и приводя к загрязнению окружающей природной среды. По статистике общий материальный ущерб от таких аварий резервуаров превышает в 500 раз и более первичные затраты на их сооружение.

Анализ последствий чрезвычайных ситуаций при разрушениях вертикальных стальных резервуаров показал:

― проблема обеспечения пожарной, промышленной и экологической безопасности при эксплуатации резервуарных парков остается нерешенной и подтверждает необходимость рассматривать волну прорыва, образующуюся при полном разрушении РВС, в качестве опасного фактора аварийной ситуации при оценке пожарных рисков на промышленном объекте;

― расчет защитного сооружения от разлива нефти и нефтепродуктов должен производиться с учетом гидродинамической нагрузки от потока жидкости с целью минимизации возможных трагических последствий;

― конструкция защитной преграды должна обеспечивать удержание волны прорыва в пределах защищаемой территории;

― в случае невозможности обустройства специальной защитной преграды, рассчитанной на удержание волны прорыва, за нормативным обвалованием на наиболее опасных направлениях необходимо устраивать дополнительные защитные преграды, служащие для удержание волны, сбора разлившегося продукта и отвода его в аварийную емкость.

 

 

 

5.2 Общие требования пожарной безопасности к ограждениям резервуаров

По периметру отдельно стоящего резервуара или каждой группы наземных резервуаров необходимо предусматривать замкнутое ограждение.

В качестве ограждения могут использоваться обвалование, ограждающая стена или ограждающая стена с волноотражающим козырьком.

Ограждающая стена и ограждающая стена с волноотражающим козырьком должны быть сплошными по периметру, выполняться из негорючих материалов и иметь предел огнестойкости не менее Е 150.

Ширина обвалования должна быть по верху не менее 0,5 м.

Ограждение должно быть рассчитано на гидростатическое давление разлившейся при разрушении резервуара жидкости.

В обоснованных случаях для полного удержания волны разливающейся при разрушении резервуара жидкости и предотвращения ее перелива через ограждение следует устанавливать ограждающую стену с волноотражающим козырьком или дополнительную защитную стену.

Ограждающая стена с волноотражающим козырьком должна рассчитываться на максимально возможное гидродинамическое воздействие разливающейся при разрушении резервуара жидкости.

Свободный от застройки объем территории внутри ограждения следует определять по расчетному объему разлившейся жидкости.

Для перехода через ограждение следует предусматривать лестницы-переходы шириной не менее 0,7 м с перилами высотой не менее 1 м.

Количество лестниц-переходов должно быть не менее:

― четырех – для группы резервуаров;

― двух – для отдельно стоящих резервуаров.

Лестницы-переходы должны располагаться, как правило, на противоположных сторонах ограждения.

При прокладке трубопроводов сквозь ограждения в месте прохода труб должна быть обеспечена герметичность.

 

5.3 Требования к ограждениям  резервуаров для хранения горючих  и легковоспламеняющихся жидкостей

За расчетный объем разлившейся жидкости следует принимать объем наибольшего резервуара в группе или отдельно стоящего резервуара.

Высота ограждения должна быть не менее чем на 0,2 м выше уровня расчетного объема разлившейся жидкости, но не менее:

― 1 м – для резервуаров номинальным объемом до 10 000 м³;

― 1,5 м – для резервуаров номинальным объемом 10 000 м³ и более.

Расстояние от стенок резервуаров до подошвы внутренних откосов обвалования или до ограждающих стен следует принимать не менее:

― 3 м – для резервуаров номинальным объемом до 10 000 м³;

― 6 м – для резервуаров номинальным объемом 10 000 м³ и более.

Группа из резервуаров объемом 400 м³ и менее общей вместимостью до 4000 м³, расположенная отдельно от общей группы резервуаров (за пределами ее внешнего обвалования), должна быть ограждена сплошным земляным валом или ограждающей стеной высотой не менее:

― 0,8 м – при вертикальных резервуарах;

― 0,5 м – при горизонтальных резервуарах.

Расстояние от стенок этих резервуаров до ограждения не нормируется.

При размещении резервуара или группы наземных резервуаров на более высоких отметках по сравнению с отметками территорий соседних населенных пунктов, организаций, железных дорог общей сети и автомобильных дорог федерального значения, у берегов рек (водоемов), расположенных на расстоянии менее 200 м, необходимо предусматривать одну из следующих дополнительных мер:

― устройство ограждения, конструктивное исполнение которого обеспечивает сдерживание образующейся при полном разрушении резервуара гидродинамической волны;

― устройство дополнительной защитной стены;

― устройство второго обвалования или ограждающей стены на расстоянии не менее 20 м от основного обвалования (ограждающей стены), рассчитанного на удержание 50 % объема жидкости наибольшего резервуара. В качестве второго обвалования могут быть использованы внутризаводские автомобильные дороги, поднятые до необходимых отметок;

― устройство на расстоянии не менее 20 м от основного ограждения отводных канав (траншей) шириной по верху не менее 2 м, глубиной не менее 
1 м. Отводная канава должна заканчиваться в безопасном месте;

― устройство открытых земляных амбаров, объем которых рассчитан на полный объем наибольшего из резервуаров.

Ограждение подземных резервуаров следует предусматривать только при хранении в этих резервуарах нефти и мазута. Объем пространства внутри ограждения следует определять из условия удержания разлившейся жидкости в количестве, равном 10 % объема наибольшего подземного резервуара в группе. Обвалование группы подземных резервуаров для хранения нефти и мазутов допускается не предусматривать, если объем, образуемый между откосами земляного полотна автомобильных дорог вокруг группы этих резервуаров, удовлетворяет указанному условию.

В пределах одной группы наземных резервуаров внутренними земляными валами или ограждающими стенами следует отделять:

― каждый резервуар объемом 20 000 м³ и более или несколько меньших резервуаров суммарной вместимостью 20 000 м³;

― резервуары с маслами и мазутами от резервуаров с другими нефтепродуктами;

― резервуары для хранения этилированных бензинов от других резервуаров группы. Высоту внутреннего земляного вала или стены следует принимать не менее:

― 1,3 м – для резервуаров объемом 10 000 м³ и более;

― 0,8 м – для остальных резервуаров.

Для каждой группы наземных вертикальных резервуаров, располагаемых в два и более ряда, следует предусматривать заезды внутрь ограждения передвижной пожарной техники, если с внутренних дорог и проездов не обеспечивается подача огнетушащих средств в резервуары. При этом планировочная отметка проезжей части должна быть на 0,2 м выше уровня расчетного объема разлившейся жидкости.

 

5.4 Компоновка резервуарного парка

Каждый наземный резервуар, а также группа наземных резервуаров, должны быть ограждены замкнутым обвалованием шириной по верху не менее 0,5 м, рассчитанными на гидростатическое давление разлившейся жидкости. Технические параметры по устройству обвалования должны соответствовать СНиП 2.11.03-93, исходя из объема резервуара по строительному номиналу.

Компоновка резервуарного парка, расстояния между стенками резервуаров, вместимость групп резервуаров и расстояния между группами должны соответствовать требованиям СНиП 2.11.03-93. Схема расположения резервуаров в обваловании, а также отдельных резервуаров в резервуарном парке зависят от:

― категории резервуарного парка;

― объема резервуара по строительному номиналу;

― технологической схемы парка;

― очередности строительства резервуаров;

― рельефа местности и планировочного решения парка в целом;

― других местных условий.

По периметру резервуара или каждой группы резервуаров необходимо предусматривать:

― замкнутое обвалование, рассчитанное на гидростатическое давление разлившейся жидкости с укреплением железобетонным покрытием;

― Конструкцию железобетонного покрытия защитного обвалования принять: покрытие толщиной 100 мм из бетона класса В15, армированное сетками класса Вр-I с ячейкой 200×200 мм. Арматурные сетки закрепляются вязальной проволокой к предварительно забитым в грунт обвалования анкерам, установленным с шагом 1,0 м в шахматном порядке. В железобетонном покрытии защитного обвалования выполнить расположенные по периметру обвалования вертикальные температурно-усадочные швы, расстояние между температурно-усадочными швами определяется расчетом. Расчет допускается не производить, если при расчетной температуре наружного воздуха минус 40 °С и выше расстояние между температурно-усадочными швами принимается не более 20 м.

Устройство покрытия обвалованной площадки резервуара предусматривать из щебня или гравия по ГОСТ 8267 – толщиной 0,5 м, фракцией свыше 40 до 80 (70) мм, 4 группы, маркой по дробимости (прочностью) не менее 400, маркой по морозостойкости не менее F 50.

Высота обвалования и объем обвалованной территории резервуарного парка определяется согласно СНиП 2.11.03-93 При недостатке площади в качестве обвалования необходимо предусматривать устройство ограждающей стены из монолитного железобетона.

Для вновь строящихся резервуарных парков грунт, находящийся в пределах территории, ограниченной обвалованием резервуара, должен быть защищен от попадания нефти при случайных проливах и при не герметичности днища, путем устройства противофильтрационного экрана из полимерной пленки. Должна быть обеспечена возможность обнаружения утечек под днищем резервуара.

Проектируемый резервуарный парк относится к I категории. Размещаем резервуары с плавающей крышей согласно СНиП 2.11.03-93 в две группы по 4 резервуара. Минимальное расстояние между резервуарами в одной группе – 30 м.

Расстояние между стенками ближайших резервуаров, расположенных в соседних группах, должно быть не менее 60 м.

По периметру каждой группы резервуаров предусматриваем замкнутое земляное обвалование шириной поверху 0,5 м. и дополнительные защитные стенки.